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第三章 地下水的结构和运动1、含水层、含水介质和隔水层含水介质:指既能透水,又饱含水的多孔介质。含水层:指贮存有地下水,并在自然状态或人为条件下,能够流出地下水的岩土体,如砂岩、砂砾岩等。隔水层:含水但几乎不透水或透水能力很弱的岩体。如致密的火成岩、变质岩以及孔隙细小的页岩和黏土岩等均是良好的隔水层。2、孔隙度、裂隙率和溶隙率 226页孔隙度是指某一体积岩石中孔隙体积所占比例 裂隙率是裂隙体积Vr与包括裂隙在内的岩石体积V的比。溶隙率指溶穴体积Vr与包括溶穴在内的岩石体积V的比。3、含水介质的水理性质及其含义? 227页含义:含水介质中与水的贮容、释出、运移有关的岩石性质。包括岩土体的容水性、给水性、持水性、贮水性以及透水性。容水性:指岩石容纳水量的性能,主要取决于岩石的空隙量。容水度:岩石完全饱和时所能容纳的最大的水体积与岩石体积的比值。容水度与孔隙度相当,但对膨胀性粘土,容水度大于孔隙度。给水性:指在重力作用下,饱水岩土能自由排出一定水量的性能。给水度:饱水岩土体在重力作用下,能自由排出的水的体积与岩土总体积之比。持水性:指在饱水岩石在重力作用下释水后,依靠分子力和毛管力仍然保持一定水分的能力。透水性:指在一定条件下,岩石允许水通过的能力。影响因素:首先与空隙的直径大小和连通性有关,其次才是空隙的多少。贮水性:指承压含水介质的贮水性能。贮水系数(s):承压水头变化一个单位时,从单位面积的含水介质中释放出来的水体积。4、包气带的垂直分带 233页包气带水分分层:土壤水带:在包气带顶部根系活动带通常发育土壤层,土壤富含有机质,具有固粒结构,能以毛细水形式大量保持水分,维持植物生长。毛细水带:在包气带底部构成毛细水带,有时也是饱水的。中间水带:是水分蓄存和传送带,厚度变化取决于包气带厚度5、上层滞水、潜水与承压水的区别? 235、238页承压水是指充满于两个稳定隔水层之间的含水层的地下水。若含水层并没被充满曾无压层间水。承压水的主要特征 (1)、承压性,由于隔水顶板而承受的压力。(2)、补给区域与分布区不同(3)、受外界影响相对要小,动态变化稳定(4)、水质类型多样,变化大潜水与承压水区别:(1)潜水上面无稳定的隔水层,潜水面通过包气带与大气紧密相通,所以其面上气压与大气压相同,所以不承受静水压力。(2)潜水与大气圈的联系密切,深受外界气象/水文因素的影响,动态变化大。 丰雨季节:潜水贮量增加,潜水面增高,厚度增大,埋深变浅,水质变淡,矿化度低。 枯水季节:与上反之上层滞水:存在于包气带中,局部隔水层以上的重力水。特征:(1)、存在于包气带中,周围被空气所包围。(2)、没有连续的水面,没有稳定的隔水层,蓄水是分散的。接受大气降水补给,以蒸发形式或向隔水底板边缘排泄。(3)、分布范围小,水量少,开发利用的保证率低。主要出现在雨季,供季节性开发利用。(4)、动态变化大6、孔隙水、裂隙水与岩溶水的形成条件及其动态特点? 238-242页孔隙水:松散岩层连通性好,含水层内水力联系密切,地下水具有统一水面,透水性和给水性变化小,多呈层流运动状态。分为潜水径流带、潜水溢出带、垂直交替带。(1)冲积平原的地下水:埋藏条件:冲积物颗粒上细下粗、下部透水性好,局部具承压性;水源充足,河水与潜水相互联系较好,可以得到河水补给。山上的潜水也会补给阶地上的潜水。(2)洪积物中的地下水:埋藏和水源条件:沉积物的结构条件,上粗下细。有利于河水渗透和地下水的蓄积。有充分的山区水源补充。裂隙水裂隙水埋藏和分布极不均匀;裂隙水动力性质比较复杂;基岩裂隙发育具有明显的分带性,裂隙水在垂直方向上亦存在分带现象。岩溶水空间分布不均匀;水流动态不稳定;地表径流和地下径流,无压流和有压流相互转化7、洪积扇中的潜水的形成条件及分带特征? 241页 埋藏和水源条件:沉积物的结构条件,上粗下细。有利于河水渗透和地下水的蓄积。有充分的山区水源补充。潜水径流带:洪积扇上部,接受大气降雨及山地水流补给,为洪积扇主要补给区;潜水溢出带: 洪积扇中部,组成物质颗粒变细,径流条件差,适宜条件下以泉或沼泽溢出地表;垂直交替带: 洪积扇下部逐渐过度到平原,沉积物为细粒亚砂土和亚黏土。径流条件极差,以垂直方向水量交换为主。8、地下水的主要补给水源,以及地下水与地表水之间的互补关系? 243页237页?地下水的补给来源:1.降水入渗补给(降水入渗系数a) 2.地表水入渗补给 3.地下水的人工补给 地下水与地表水之间的互补关系:潜水与地表水的水力联系?9、地下水排泄的主要方式及其特点。 246页1.点状排泄泉(上升泉、下降泉) 上升泉:水受静水压力而流出地表 下降泉:水在重力作用下流出地表 2.线状排泄河流、湖泊3.面状排泄蒸发10、达西定律的基本描述及其物理意义。1)等径圆筒装入均匀砂样(uniform sand),断面为A。2)上下各置一个稳定的溢水装置保持稳定水流。3)实验时上端进水,下端出水。4)砂筒中安装了2个测压管。5)下端测出水量(outflow)Q 得出:Q-渗透流量;A-过水断面面积;h-水头损失(H1-H2);L-渗流途径;K-渗透系数;I-水力梯度( h /L)11、水力梯度和渗透系数的概念。 254页水力梯度为沿渗透途径上水头损失与相应的渗透长度的比值。水头损失的原因:克服水质点间的摩擦阻力;水头损失的表现:消耗水势,水头降低。令I=1,则V=k12、地下水的主要矿化过程。13、地下水的化学分类(库尔洛夫表达式和舒卡列夫表达失)。第四章 湖泊与沼泽1、我国湖泊的主要分区,内流湖与外流湖的特点。我国湖泊众多,以青藏高原和长江中下游平原分布最为集中。1.长江中下游平原湖区,全部为外流湖、淡水湖2. 青藏高原湖区是世界上海拔最高的高原湖区,也是我国湖泊分布最为集中的区域。绝大多数属内流湖,为咸水湖和半咸水湖。内流湖与海隔绝,主要是咸水湖,湖水主要输出方式是蒸发。外流湖是湖水能通过出流河汇入大海,主要是淡水湖,湖水主要输出方式是外流河流出。2、水库的特征水位及相应库容 151页 3、水库异重流的概念及其形成过程。 155页异重流是两种重率不同的流体相汇合,由于重率的差异而发生的相对运动。在运动过程中,各层流体能保持其原来的特性,不因交界面上的紊动作用而发生全局性的掺混现象。4、 沼泽、潜育层的概念。 163页沼泽:陆地上潮湿积水、喜湿性植物大量生长并有潜育层发育的地方。潜育层:指在整个土体或土体下部,土壤长期处于水分饱和,缺乏空气的还原状态,如二价Fe、Mn,从而形成一层颜色呈兰灰或青灰色的还原土层。(它是季节性灌溉水渗淋下形成的,它既有物质的淋溶,又有耕层中下淋物质的淀积。)5、 沼泽的形成条件及其影响因素 163页沼泽一般发育于地势低平、排水不畅、蒸发量小于降水量、地表物质粘重不易渗透的自然地理条件。影响因素:(1) 气候条件:土壤表层经常过湿是沼泽形成的直接原因,而土壤水分状况主要决定于气候。(2) 地质地貌条件和新构造运动:对地表形态的影响直接而明显。一个地区长期下沉,造成四周高、中间低洼的地貌结构,并堆积有深厚的疏松物质,地表坦荡低平,侵蚀能力弱,河流蜿蜒曲折,排水能力低,有利于水分的汇集和停滞。(3) 水文条件:地表水和地下水是沼泽补给的直接水源,而补给量的大小与径流条件有直接关系。(4) 人为因素的影响:一些森林砍伐迹地和被火烧的迹地上,常演变发育成沼泽,大中型水库周围和回水范围内,因抬高了地下水位而逐渐沼泽化。第五章 冰川1、冰川的类型及其分布P141(一)根据冰川的形态、规模和运动特征分类1、大陆冰川(冰盖) 面积大、冰层厚、分布不受下伏地形限制,常淹没规模宏大的山脉,只有极少数山峰在冰面上出露,形成冰原岛山。 2、山岳冰川, 分布在中低纬度山区,冰川规模和厚度远不及大陆冰川,冰川形态和运动受下伏地形限制,在重力作用下冰川由高处向低处流动 山岳冰川的形态和所处的位置,又可分为悬冰川、冰斗冰川、山谷冰川和山麓冰川(二)根据气候条件和冰川的物理性质1、海洋性冰川 又称暖冰川,发育在降水丰沛的湿润气候区。一般冰川主体温度较高,接近0或压力融点。冰川补给量较多,消融量也大。运动速度快,年运动约100m或更大,冰川进退幅度大,侵蚀作用强。 如挪威北部,阿拉斯加海岸山地的冰川和阿尔卑斯山的冰川,我国西藏东南、川西山地冰川等。2、大陆性冰川 又称冷冰川,指在干冷的气候条件下发育成的冰川。以较低负温为特点,冰川运动缓慢,冰川进退幅度小,侵蚀作用较弱。 如南极大陆、格陵兰冰川,以及我国天山、祁连山的中部和东部,昆仑山、青藏高原内部山地至喜马拉雅山中段北坡的冰川 2、冰川冰的形成过程。3、冰川对全球气候和自然环境的影响。一、冰川对气候的影响冰川表面的气温通常比非冰川表面的要低2左右,而湿度却高得多;气温低、湿度大,水汽就容易饱和,有利于降水的形成,因而有冰川覆盖的山区降水量要高于无冰川覆盖的山区。山岳冰川,规模较小,只对附近地区的气候产生影响。而大陆冰川对气候影响的范围要广得多甚至影响全球气候。如南极大陆冰川本身是一巨大“冷源”,在那里可形成强大稳定的反气旋,使南半球保持强劲和稳定的极地东风带。同时,稳定的冷高压使气旋难以深入南极大陆,故在南极冰盖中心部分降水量仅约数十毫米,几乎与撒哈拉沙漠相当。二、冰川对水循环和河流水情的影响(一)冰川进退将影响海平面升降(二)冰川常成为河流的发源地,冰川融水对河川径流起着重要调节作用。三、冰川作用是塑造地表形态重要外营力。四、冰川的进退不仅影响着气候、水文、地形,而且也影响着生物和土壤冰川推进时,将毁灭它所覆盖地区的植被,动物被迫迁移,土壤发育过程也将发生中断,自然地带将相应地向低纬和低海拔地区移动。冰川退缩时,植被、土壤将重新发育,自然地带也相应地向高纬和高海拔地区移动。第六章 海 洋1、海水的化学组成。P178海水组成:已发现80多种化学元素:其中Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、Si、F等12种元素占海水化学元素总含量的99.8-99.9%。 该12种元素的比例几乎保持不变多种盐类物质,主要是NaCl(70%)和MgCl2(14%),其次是硫酸盐类(10.8%)。2、海水表层盐度的分布特征及其影响因素。P261、水平分布规律:规律:地带性分布,赤道附近较低,辐热带高压区最高(20N,20S)然后向高纬和低纬降低。原因:受降水(P)和蒸发(E)的共同影响。分布线与E-P线基本一致。规律 :在辐热带高压区出现了闭合的高盐中心。原因:受大洋环流的影响。规律 : 北半球大洋西岸的盐度梯度大,东岸的梯度小。 原因:不同性质的洋流规律 :盐度分布的地带性,南半球地带性比北半球强。原因: A、南半球的海洋面积大,海水在纬向可以充分交换。B、南半球的洋流以纬向的西风漂流为主,环流较弱,对盐度分布的地带性影响小。北半球洋流以环
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